Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 41
Текст из файла (страница 41)
е. 1 — 2 Гш Ток статора У, создает в обмотке статора м. д. с. Р„ вращающуюся с частотой и,, а ток ротора l, создает в о% мотке ротора м. д. с., вращающуюся вокруг ротора с час- тотой иа = ~, 60/р. Сам ротор вращается в ту же сторону с частотой иэи ПоэтомУ /,. зо (и. зо из+из=и + — =па+ — = и Р и1 — иа =иц+п1з=и +л1 — =и', и1 язв Таким образом, для асинхронного двигателя — транс. форматора с вращающейся вторичной обмоткой — приме.
пимы все соображения, приведенные в й 9-4, которые в дальнейшем и используются. Следует отметить (рис. 9-7), что в трансформаторе ток I, = (4 —: 10)% 1„а в асинхронном двигателе, благодаря воздушному зазору между статором и ротором, 1„= (20— — 40) 7011,. 40-6. Эпектродвюкущие сины в обмотках ствтора и ротора При неподвижном роторе вращающимся магнитным полем в каждой фазе обмоток статора и ротора наводятся э.
д, с: Ез = 4,44~,ы~~Фйог', (! 0-5) Е, = 4,44~тюзФЙ„. (1О-б) При работе двигателя в зависимости от нагрузки на его валу (тормозного момента) частота вращения ротора п, и скольжение з изменяются. Поэтому частота э. д. с. (тока) ротора 1, = ~,з может иметь различные значения, а следовательно, и электродвнжущая сила в кажрой фазе вращающегося ротора будет изменяться. Ее величина Е„= 4,44~,то,Фй (! 0-7~ прямо пропорциональна скольжению. Электродвижущ силу вращающегося ротора принято выражать через э.
д. неподвижного ротора, что можно сделать, взяв их отношен Езл Й 1~4 еа=1,=1,-= Тогда Е„= Е,з. (1О Следовательно, э. д. с. ротора в больших предел меняется в процессе работы. двигателя. При з = 1 им Е„Е„а при з = 0 получаем Е„= О. 10-7. Сопротивпения обмотки ротора Во время работы, кроме общего магнитного тока Ф, связывающего обе обмотки, существуют разде ные потоки обмоток, называемые потоками рассеяния (рис, 10-16). Они обусловливают реактивные сопротивления х, и х,. Когда ротор неподвижен; величина х„а равно н х„находится так же, как и. для трансформатора 6 9-3), т.
е. в х,=го фа=2~4а.. При- вращении ротора х„= 2П1тзАа. Поэтому, взяв отношение хва 1,а — — =3 е находят выражение реактивного сопротивления вращающегося ротора через это же сопротивление при непо ном роторе движ- У Рве, 10-16. Работа асинхронного двигателя врн аатявном токе в (10.9) роторе. 40-3. Токи в обмотка ротора Ток в обмотке фазы ротора определяется величинами э. д. с. и сопротивлений ротора: у Е (10-10) й' 'а+ х)л 'При изменении частоты вращения он изменяется по величине в зависимости от Ев, и гв = 3'гаа+ лм и по фазе в зависимости от соотношения г, и хео Прн пуске, когда ротор еще неподвижен, ток гв„наибольший, так как при з = 1 э.
д. с. Е„= Е,в = Е, будет наибольшей. Сдвиг тока по фазе относительно Е, также наибольший, поскольку х, — (8 10) г,. Когда ротор начал вращаться, величина тока и сдвиг по фазе уменьшаются. В Попов В. С., Николаев С. А. 257 При изменении режима работы х„все время меняется от х„= хаа = х,.1 = ха до х„= хаз = х, 0 = О. Активное сопротивление- г, можно в двигателях нормального исполнения при 7в = 0 н- 50 Гц считать неизменным и не зависящим от частоты вращения. 10-9.
Вращающий момент даигатаии Вращающий момент любого электродвигателя переменного тока определяется его потоком Ф и активной слагающей тока: М = й„<Ив соз т);, (10-11) где й„— постоянная величина, зависящая от конструктивных данных двигателя. На рис. 10-17 приведена схема включения короткозамкнутого асинхронного двигателя, При включении рубильника ток ротора г'„ будет вначале максимален, так каи О Рис. 10-18.
Векторная диаграмма для дени ротора. Рнс. 10-17. Скема коротковвмкнутого асинкронного двигателя. 288 э. д. с. неподвижного ротора наибольшая. Однако пусковой вращающий момент оказывается в 2 — 2,5 раза меньше максимального. Причина этого в том, что при пуске як = = (8 —: 10) г, и угол трв между Е, и 1в„близок к 90'. Вследствие этого активная слагающая тока 1в„ сов тре очень мала (рис. 10-18). В современных асинхронных двигателях кратность пускового момента М„7М„ = 1 †: 1,5 при кратности пускового тока 1в„71ви ж 4,6 †: 6,5. В процессе пуска двигателя по мере увеличения скорости яв уменьшаются скольжение л и.э.
д. с. Е„, что вызывает уменьшение тока ротора 7„но так как индуктивное сопротивление ротора хв, тоже уменьшается, то при неизменном гв угол сдвига тр, уменьшается, а активная слагающая гв совтре растет. Значит, растет и момент М. Так цродолжается до тех пор, пока х„не станет равным г,. Прямо., угольный треугольник падений напряжения становится равнобедренным (1,х, = 1,г,) (рис.
10-18) и активная слагающая тока 1, соя фв наибольшей, а следовательно, максимальным и вращающий момент (М = М,). При дальнейшем увеличении частоты и, сопротивление л, становится меньше г, и последнее на величину тока оказывает большее влияние, так что при дальнейшем уменьшении Е„происходит уже уменьшение 1, соз ф„а значит, и момента М, Отношение М„/М„обычно равно 1,8 — 2,5 и называется способностью двигателя к перегрузке. еь 2вв в в,г ае ав в,в ьв в гав гввелг Рис. 10-19.
Зависимость Рис. 10-20. Меканиче. вращающего момента дви- скис характеристики двигателя от скольжения. гателя. Как видим, электромагнитный вращающий момент является функцией скольжения М = 1(в) при У, = сопз1 (рис. 10-19). Номинальный момент М, двигатель развивает при номинальном скольжении в,=0,02 —:0,0б, Наибольший (максимальный) момент М„двигатель развивает при скольжении, называемом к р ит ич е с к ни (вав -0,2). При скольжении в = 1 двигатель развивает пусковой вращающий момент М,, Известно, что магнитный поток Ф приближенно пропорционален напряжению Ум а М ж Ф1, соз„и так как 1е соз )Ре = Е„ж Ф = У„то М =(1,и1 =— (1;.
(10-12) Таким образом, вращающий момент асинхронного двигателя при данном скольжении пропорг(ионален квадрату подведенного к стотору напряжения. Эта зависимость имеет большое значение для эксплуатации асинхронных 259 двигателей, так как падение напряжения в сети, например до 0,8 Ц„вызовет уменьшение максимального момента до 0,8' М„= 0,64 М„н двигатель не сможет преодолеть даже незначительной перегрузки, т. е. остановится. Зависимость л, = 7 (М) прн У; = сопз1 н ~, сопз1 называется мех а н и чес к ой х ар актер и ст их о й (рис. 10-20). Эта характеристика построена в осях (л,lл,) 100% и (М/М,) ° 100%. Рабочая ее часть в пределах от 0 до М, показана сплошной линией, Кривая 1, полученная при замкнутом накоротко роторе, называется естественной характеристикой.
Эта характеристика такая же жесткая, как у двигателя постоянного тока параллельного возбуждения (рис. 4-26). Кривая 2 называется и с к у ест в е н ной х а р а кте р и ст и ко й. Эта характеристика более мягкая, чем первая, и получается прн включении добавочного сопротивления в цепь ротора с фазной обмоткой, что можно использовать для регулирования частоты вращения двигателя (крановые и подъемные устройства). 40-40.
Пуск в ход асинхронный двнгвтнпей Согласно стандарту выводы обмотокстатора асинхронных двигателей обозначаются: ффС, — начала и ффС, — концы. Дзя удобства переключения зажимов обмотки в звезду или треугольник они располагаются на щитке так, как показано на рис. 10.21. Обмотки каждой фазы статора рассчитываются на определенное фазное на-- пряжение Уэ. Поэтому статор можно присоединять к двум: сетям, номинальные напряжения которых разнятся в )~3 раз.. Например, если Уэ —— 220 В, то при соединении статора в треугольник (рис.
10-21, а) его подключают к сети с налряжением У; = 220 В. Если У; = 380 В, то обмотки статора этого же двигателя соединяют в звезду (рис. 10 21,6). Другой двигатель таким же образом можно присоединять к сетям, где 17; = 1)э = 380 В и У; = 660 В. Короткозамкнутый двигатель включается и выключается простым замыканием и размыканием рубильника (рис, 10-17). Недостатком этого способа пуска является, значнтзльный пусковой ток 7„-= (4,5 6,5) 7„. при от- ' носительно малом пусковом моменте М„= (1 + 1,5) М,.
Лля улучшения пусковых свойств короткозамкнутых двигателей вместо круглых пазов ротора (рис. 10-22, а) применяются более глубокие пазы (рис. 10-22, б). 'При этом в момент пуска, когда ~а = )'„вследствие вытеснения тока к поверхности провода активное сопротивление ротора увеличено, что влечет за собой увеличение активной слагающей тока 1,„сов ~рв (рнс. 10-18), а следовательно, и начального пускового момента М„. При мощности двигателей более 120 — 150 кВт пазы выполняются в виде узких глубоких щелей (рис. 10-22, в). Если статор двигателя должен быть соединен в треугольник, то для уменьшения пускового тока его можно переСгвн лгал ключнть при пуске на г звезду (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
